KR20220042470A - 리소그래피 매칭 성능의 결정 - Google Patents
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Abstract
리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 방법은, 이용가능한 EUV 스캐너(EUV1, EUV3 및 EUV4)를 위한 안정성 제어에 대한 반복 모니터링으로부터 제 1 모니터링 데이터(E1M, E3M, E4M)를 획득하는 것를 포함한다. DUV 스캐너의 경우, 제 2 모니터링 데이터(D2M)가 안정성 제어에 대한 반복 모니터링(DMW, MT, OV, SM)으로부터 유사하게 획득된다. EUV 모니터링 데이터(E1M, E3M, E4M)는 제 1 레이아웃에서 얻어진다. DUV 모니터링 데이터(D2M)는 제 2 레이아웃에서 얻어진다. 제 1 리소그래피 장치 및 제 2 리소그래피 장치 사이의 교차-플랫폼 오버레이 매칭 성능이 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터에 기반하여 결정된다. 이것은, 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터의 비교(802)를 허용하도록 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터 중 적어도 하나를 공통 레이아웃(E1S, E3S, E4S, D2S)으로 재구성(900, 1000)함으로써 수행된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2019 년 9 월 12 일에 출원된 EP 출원 제 19196849.4, 2019 년 9 월 20 일에 출원된 EP 출원 제 19198515.9 및 2020 년 3 월 27 일에 출원된 EP 출원 제 20166146.9에 대한 우선권을 주장하는데, 이들은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은 반도체 제조용 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법, 반도체 제조 프로세스, 리소그래피 장치, 리소그래피 셀 및 연관된 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로 IC의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크)에서의 패턴("디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 불림)을 기판(예를 들어, 웨이퍼) 위에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층에 투영시킬 수 있다.
기판에 패턴을 투영하기 위하여, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이러한 방사선의 파장이 기판 상에 형성될 수 있는 피쳐의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되는 통상적인 파장은 365 nm(i-라인), 248 nm 심자외선(DUV), 193 nm 심자외선(DUV) 및 13.5 nm이다. 4 -20 nm의 범위, 예를 들어 6.7 nm 또는 13.5 nm에 속하는 파장을 가지는 극자외(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어 193 nm의 파장을 가지는 전자기 방사선을 사용하는 DUV 리소그래피 장치보다 더 작은 피쳐를 기판 위에 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 장치의 전통적인 분해능 한계보다 작은 치수의 피쳐를 처리하기 위하여 저-k1 리소그래피가 사용될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 분해능 공식은 CD = k1×λ/NA로 표현될 수 있는데, λ는 채용된 방사선의 파장이고, NA는 리소그래피 장치 내의 투영 광학기의 개구수이며, CD는 "임계 치수"(일반적으로 인쇄된 최소 피쳐 크기이지만 이러한 경우에는 하프-피치임)이고, k1은 경험적 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 더 작을수록 특정한 전기적 기능성과 성능을 얻기 위해서 회로 디자이너에 의하여 계획된 형상과 치수를 닮은 패턴을 기판 상에 재현하는 것은 더 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 복잡한 미세-튜닝 단계들이 리소그래피 투영 장치 및/또는 설계 레이아웃에 적용될 수 있다. 예를 들어, 이것은 NA, 맞춤화된 조명 방식, 위상 시프트 패터닝 디바이스의 사용, 설계 레이아웃에서의 광학 근접 정정(optical proximity correction; OPC, 가끔 "광학 및 프로세스 정정"이라고도 불림)의 설계 레이아웃의 다양한 최적화, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기법(resolution enhancement techniques; RET)"이라고 규정되는 다른 방법을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또는, 리소그래피 장치의 안정성을 제어하기 위한 엄격 제어 루프가 낮은 k1에서 패턴의 재현을 개선하기 위하여 사용될 수 있다.
리소그래피 장치들 사이의 교차-플랫폼, 예를 들어 DUV-EUV, 매칭 성능은 제품-내(on-product) 오버레이 성능을 위하여 매우 중요하다. 종래에는, 이것은 전용 검증 테스트를 사용하여 달성된다. 이러한 테스트는 수 시간이 걸리는 사전 필수 조건으로서 특정한 머신 셋업 프로시저를 요구한다. 사전 셋업, 노광 및 오버레이 측정을 위해서 추가적인 스캐너 및 계측 시간이 요구된다. 테스트는 아주 필요할 경우에만 수행되고, 따라서 대량 제조를 위하여 필요한 매일의 모니터링 목적을 위해서 사용될 수 없다.
전술된 문제점을 해결하는, 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태는 청구항 및 발명의 상세한 설명에 개시된다.
본 발명의 제 1 양태에서, 반도체 제조용 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법으로서,
- 제 1 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 순환(recurrent) 모니터링으로부터 제 1 레이아웃의 제 1 모니터링 데이터를 획득하는 단계;
- 제 2 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 순환 모니터링으로부터 제 2 레이아웃의 제 2 모니터링 데이터를 획득하는 단계; 및
- 상기 제 1 리소그래피 장치와 상기 제 2 리소그래피 장치 사이의 리소그래피 매칭 성능을 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터에 기반하여 결정하는 단계를 포함하고,
상기 결정하는 단계는, 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터의 비교를 허용하도록, 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터 중 적어도 하나를 공통 레이아웃 내에 재구성하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에서는 제 1 양태에 따라서 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 방법을 포함하는 반도체 제조 프로세스가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 리소그래피 장치로서,
- 방사선의 투영 빔을 제공하도록 구성되는 조명 시스템;
- 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지 구조체 - 상기 패터닝 디바이스는 소망되는 패턴에 따라서 상기 투영 빔을 패터닝하도록 구성됨 -;
- 기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블;
- 패터닝된 빔을 기판의 타겟 부분 상에 투영시키도록 구성되는 투영 시스템; 및
-제 1 양태의 방법에 따라서 리소그래피 매칭 성능을 결정하도록 구성되는 처리 유닛을 포함하는, 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 제 3 양태의 리소그래피 장치를 포함하는 리소그래피 셀이 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에서, 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 범용 데이터 처리 장치가 제 양태에 방법의 단계를 수행하게 하기 위한 머신 판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명의 실시예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이제 예시하는 방식으로만 설명될 것이다:
- 도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 3은 반도체 제조를 최적화하는 데에 중요한 세 가지 기술들 사이의 협력을 나타내는, 홀리스틱 리소그래피의 개략적인 표현을 도시한다;
- 도 4는 스캐너 안정성 모듈을 이용하는 리소그래피 프로세스에서의 제어 메커니즘의 개략적인 개관이다;
- 도 5는 안정성 제어를 위한 반복 모니터링이 있는 경우의 DUV 및 EUV 리소그래피 장치의 세트의 정상 동작의 개략적인 개관을 도시한다;
- 도 6은 교차-플랫폼 리소그래피 매칭이 필요하게 하는, 리소그래피 장치의 이용불가능 문제점을 보여준다;
- 도 7은 종래의 접근법을 사용하여 교차-플랫폼 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 테스트를 보여준다;
- 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법의 개관을 보여준다;
- 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 모니터링 데이터의 재구성을 이용하여 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위해서 EUV 모니터링 데이터를 처리하는 것을 보여준다; 그리고
- 도 10 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위해서 DUV 모니터링 데이터를 처리하는 것을 보여준다.
- 도 11의 (a) 및 (b)는 필드-필드 변동 항을 매핑하기 위한 방법을 보여준다.
- 도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 도시한다;
- 도 3은 반도체 제조를 최적화하는 데에 중요한 세 가지 기술들 사이의 협력을 나타내는, 홀리스틱 리소그래피의 개략적인 표현을 도시한다;
- 도 4는 스캐너 안정성 모듈을 이용하는 리소그래피 프로세스에서의 제어 메커니즘의 개략적인 개관이다;
- 도 5는 안정성 제어를 위한 반복 모니터링이 있는 경우의 DUV 및 EUV 리소그래피 장치의 세트의 정상 동작의 개략적인 개관을 도시한다;
- 도 6은 교차-플랫폼 리소그래피 매칭이 필요하게 하는, 리소그래피 장치의 이용불가능 문제점을 보여준다;
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- 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 모니터링 데이터의 재구성을 이용하여 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위해서 EUV 모니터링 데이터를 처리하는 것을 보여준다; 그리고
- 도 10 본 발명의 일 실시형태에 따르는, 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위해서 DUV 모니터링 데이터를 처리하는 것을 보여준다.
- 도 11의 (a) 및 (b)는 필드-필드 변동 항을 매핑하기 위한 방법을 보여준다.
전자기 본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외 방사선(예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 가지는 방사선) 및 EUV(예를 들어 약 5 - 100 nm 범위의 파장을 가지는 극자외 방사선)를 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 망라하도록 사용된다.
"레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 본 명세서에서 채용될 때, 인입하는 방사선 빔에 기판의 타겟부 내에 생성될 패턴에 대응하여 패터닝된 단면을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 일반적 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석될 수 있다. "광 밸브"라는 용어도 이러한 콘텍스트에서 사용될 수 있다. 전통적인 마스크(투과성 또는 반사형; 이진, 페이즈-시프트, 하이브리드 등) 외에, 다른 이러한 패터닝 디바이스들의 예에는 프로그램가능 미러 어레이 및 프로그램가능(LCD) 어레이가 포함된다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 묘사한다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기(IL)라고도 불림), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 마스크(예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 홀딩하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 기판 지지대를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 지지대(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절성 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
동작 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 빔을 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 소스(SO)로부터 수광한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하며, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절식, 반사, 자기적, 전자기, 정전기 및/또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 조명기(IL)는 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)의 평면 상에 그 단면에서 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템(PS)"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 애너모픽(anamorphic), 자기식, 전자기식, 및/또는 정전식 광학 시스템, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 모든 사용은 더 일반적인 용어인 "투영 시스템(PS)"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 의해 커버될 수 있는 유형일 수 있으며 이것은 침지 리소그래피라고도 불린다. 침지 기법에 대한 더 많은 정보가 본 명세서에서 원용에 의해 통합되는 US6952253에 제공된다.
리소그래피 장치(LA)는 두 개 이상의 기판 지지대(WT)를 가지는 타입일 수도 있다("듀얼 스테이지"라고도 불림). 이러한 "다중 스테이지" 머신에서, 기판 지지대(WT)는 병렬적으로 사용될 수 있고, 및/또는 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계들이 기판 지지대(WT) 중 하나 상에 위치될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지대(WT) 상의 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상에 패턴을 노광시키기 위해서 사용되고 있다.
기판 지지대(WT)에 추가하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 홀딩하도록 구성된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 속성 또는 방사선 빔(B)의 속성을 측정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 홀딩할 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 부분, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 부분 또는 침지액을 제공하는 시스템의 부분을 세정하도록 구성될 수 있다. 측정 스테이지는, 기판 지지대(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀어질 때 투영 시스템(PS) 아래에서 이동할 수 있다.
동작 시에, 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스, 예를 들어 지지 구조체(MT) 상에 홀딩되는 마스크(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스(MA) 상에 있는 패턴(디자인 레이아웃)에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 있는 상이한 타겟부들(C)을 포커싱되고 정렬된 위치에 위치설정하기 위하여, 기판 지지대(WT)가 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 가능하게는 다른 위치 센서(도 1에는 명확하게 묘사되지 않음)가, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들(P1, P2)이 전용 타겟부들 점유하지만, 이들은 타겟부들 사이의 공간에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟부들(C) 사이에 위치되면 스크라이브 레인 정렬 마크라고 알려져 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(LA)는 리소셀 또는 (리소)클러스터라고도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있고, 이는 또한 기판(W) 상에서 노광 전 그리고 노광 후 프로세스를 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이러한 장치는, 예를 들어 레지스트층 내의 솔벤트를 조절하기 위해서 예를 들어 기판(W)의 온도를 조절하기 위하여, 레지스트층을 증착하기 위한 스핀 코터(spin coater; SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 냉각 플레이트(chill plate; CH), 및 베이크 플레이트(bake plate; BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)을 픽업하여, 이들을 상이한 공정 장치 간에 이동시키며, 기판(W)을 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(loading bay; LB)에 전달한다. 통칭하여 트랙으로도 지칭되는, 리소셀 내의 디바이스는 통상적으로 감독 제어 시스템(supervisory control system; SCS)에 의해 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있게 되며, 감독 제어 시스템은 또한 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판이 정확하고 일정하게 노광되도록 하기 위해서는, 기판을 검사하여 후속 층들 사이의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은, 패터닝된 구조체의 속성을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 검사 툴(미도시)이 리소셀(LC) 내에 포함될 수 있다. 오차가 검출되면, 특히 검사가 동일한 배치 또는 로트의 다른 기판(W)이 여전히 노광되거나 처리되어야 하기 전에 이루어진다면, 예를 들어 후속 기판의 노광에 또는 기판(W) 상에서 수행될 다른 프로세스 단계에 조절이 이루어질 수 있다.
계측 장치라고도 불릴 수 있는 검사 장치가, 기판(W)의 속성, 및 구체적으로 상이한 기판(W)의 속성이 또는 동일 기판(W)의 상이한 층과 연관된 속성이 층에 따라 어떻게 변화하는지를 결정하기 위해 사용된다. 또는, 검사 장치는 기판(W) 상의 결점을 식별하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 리소셀(LC)의 일부일 수 있으며, 또는 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있고, 또는 심지어 독립형 디바이스일 수도 있다. 검사 장치는 잠상(노광 후의 레지스트 층 내의 이미지), 또는 반-잠상(노광후 베이크 단계(PEB) 후의 레지스트 층 내의 이미지), 또는 현상된 레지스트 이미지(레지스트의 노광되거나 비노광된 부분이 제거되었음), 또는 심지어 에칭된 이미지(에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후)의 속성을 측정할 수 있다.
통상적으로, 리소그래피 장치(LA) 내에서의 패터닝 프로세스는, 기판(W) 상의 구조체의 높은 치수 및 배치 정확도를 요구하는, 처리 중 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 이러한 높은 정확도를 보장하기 위하여, 개략적으로 도 3에서 도시되는 것과 같은 소위 "홀리스틱" 제어 환경에서 세 가지 시스템이 통합될 수 있다. 이러한 시스템 중 하나는 계측 툴(MT)(제 2 시스템) 및 컴퓨터 시스템(CL)(제 3 시스템)에 (가상적으로) 연결되는 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "홀리스틱" 환경의 중요한 점은, 전체 프로세스 윈도우를 개선하고 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행되는 패터닝이 프로세스 윈도우 내에 유지되도록 보장하기 위한 엄격 제어 루프를 제공하기 위하여, 이러한 세 개의 시스템들 사이의 협력을 최적화하는 것이다. 프로세스 윈도우는 그 안에서 특정한 제조 프로세스가 규정된 결과(예를 들어 기능성 반도체 디바이스)를 제공하는 프로세스 파라미터(예를 들어 선량, 초점, 오버레이)의 범위를 규정한다 - 통상적으로 리소그래피 프로세스 또는 패터닝 프로세스의 프로세스 파라미터는 그 안에서 변할 수 있다.
컴퓨터 시스템(CL)은, 사용할 분해능 향상 기법을 예측하기 위하여 패터닝될 디자인 레이아웃(또는 그 일부)을 사용하고, 어떤 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정이 패터닝 프로세스의 최대 전체 프로세스 윈도우를 획득하는지를 결정하기 위하여(도 3에서 제 1 스케일(SC1)에서의 이중 화살표로 도시됨) 계산적 리소그래피 시뮬레이션 및 연산을 수행할 수 있다. 통상적으로, 분해능 향상 기법은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성과 매칭되도록 구현된다. 컴퓨터 시스템(CL)은, 예를 들어 최적에 미달하는 처리에 기인하여 결함이 존재할 수 있는지 여부를 예측하기 위해서, 프로세스 윈도우 내의 어디에서 리소그래피 장치(LA)가 현재 동작하고 있는지를 검출(예를 들어 계측 툴(MT)로부터의 입력을 사용함)하기 위해서도 사용될 수 있다(도 3에서 제 2 스케일(SC2)에서 "0" 을 가리키는 화살표에 의해 표현됨).
계측 툴(MT)은 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 하는 입력을 컴퓨터 시스템(CL)에 제공할 수 있고, 예를 들어 리소그래피 장치(LA)의 교정 상태에 있을 수 있는 드리프트(도 3에서 제 3 스케일(SC3)에서 여러 화살표로 표시됨)를 식별하기 위한 피드백을 리소그래피 장치(LA)에 제공할 수 있다.
도 4는 안정성 모듈(500)을 통합하는 전체적인 리소그래피 및 계측 방법(본질적으로 이 예에서는 서버 상에서 실행되는 애플리케이션)을 묘사한다. 1, 2, 3으로 명명된 3 개의 메인 프로세스 제어 루프가 도시되어 있다. 제 1 루프는 안정성 모듈(500) 및 모니터 웨이퍼를 사용하는 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 반복 모니터링을 제공한다. 모니터 웨이퍼(MW; 505)는 포커스 및 오버레이를 위한 베이스라인 파라미터를 설정하기 위하여 노광된 상태로, 리소그래피 셀(510)로부터 전달되고 있는 것으로 도시된다. 그 후에, 계측 툴(MT; 515)이 이들 베이스라인 파라미터를 판독하고, 이들 베이스라인 파라미터는 그 후 스캐너 피드백(550)을 제공하기 위해서 정정 루틴을 계산하도록 스캐너 안정성 모듈(SM; 500)에 의해 해석되며, 이 피드백은 메인 리소그래피 장치(510)로 건네지고, 추가적인 노광을 수행할 때에 사용된다. 모니터 웨이퍼의 노광은 마크의 패턴을 레퍼런스 마크 위에 인쇄하는 것을 수반할 수 있다. 상단 및 하단 마크 사이의 오버레이 오차를 측정하기 위하여, 웨이퍼가 장치로부터 제거되고 계측 툴 안에 배치되는 경우에도 리소그래피 장치의 성능에서의 편차가 측정될 수 있다.
제 2의 APC 루프는 제품-내 국소 스캐너 제어(초점, 선량, 및 제품 웨이퍼 상의 오버레이를 결정하는 것)를 위한 것이다. 노광된 제품 웨이퍼(520)가 계측 유닛(515)으로 전달되는데, 여기서 유닛 예를 들어 파라미터 이러한 임계 치수 발전된 크리티컬 디멘전, 측벽 각도 및 오버레이와 같은 파라미터들에 관련되는 정보가 결정되고, APC(Advanced Process Control) 모듈(525)로 전달된다. 가 데이터는 안정성 모듈(500)에도 건네진다. 프로세스 정정(540)이 MES(Manufacturing Execution System)(535)가 역할을 넘겨받기 전에 이루어져서, 스캐너 안정성 모듈(500)과 통신하면서 메인 리소그래피 장치(510)의 제어를 제공한다.
제 3 제어 루프는 제 2 APC 루프로의 계측 통합(metrology integration)을 허용하기 위한 것이다(예컨대, 더블 패터닝을 위해). 에칭 후의 웨이퍼(530)가 계측 유닛(515)에 전달되고, 이것은 웨이퍼로부터 판독된 크리티컬 디멘전, 측벽 각도, 및 오버레이와 같은 파라미터들을 다시 측정한다. 이러한 파라미터가 진보된 프로세스 제어(APC) 모듈(525)로 전달된다. 이러한 루프는 제 2 루프와 동일하게 진행한다.
도 5는 안정성 제어를 위한 반복 모니터링이 있는 경우의 리소그래피 장치의 세트의 정상 동작의 개략적인 개관을 도시한다. 아래에 주어진 예에서, 리소그래피 장치는 스캐너이다. 네 개의 심자외선 스캐너(DUV1 내지 DUV4)가 리소그래피 노광 단계 n-1에서 네 개의 웨이퍼 로트(WL1 내지 WL4)를 가지는 것으로 도시된다. 그러면, 이러한 웨이퍼 로트는 다음 리소그래피 노광 단계 n에서 네 개의 극자외선 스캐너(EUV1 내지 EUV4) 안에서 처리된다. 웨이퍼 로트는 전용 루트를 가진다. 예를 들어, 심자외선 스캐너(DUV1) 내에서 노광된 후에 극자외선 스캐너(EUV1) 내에서 노광된다.
각각의 스캐너는 도 4를 참조하여 설명된 바와 같은 안정성 제어를 위한 반복 모니터링을 위한 프로세스를 가진다. 모니터링 데이터는, 각각의 리소그래피 장치에서 주기적으로 처리되는 하나 이상의 모니터링 기판을 측정함으로써 획득된다. 도 5에서, 예를 들어 극자외선 스캐너(EUV2)는, 오버레이 측정(OV)을 안정성 모듈(SM)로 출력하는 계측 툴(MW) 내에서 측정되는 모니터 웨이퍼(EMW)를 처리한다. 오버레이 측정(OV)은 오버레이 측정의 그리드(오버레이 잔차라고 표현될 수 있음)를 포함하는 웨이퍼 맵(E2M)으로서 기록된다. 따라서, 제 1 모니터링 데이터(E2M)는 제 1 리소그래피 장치(EUV2)의 안정성 제어에 대한 반복 모니터링으로부터 획득된다. 제 1 모니터링 데이터(E2M)는 제 1 레이아웃에 있다. 예를 들어, 각각의 자료는 측정되었던 기판 상의 특정 위치를 가진다. 또한, 이러한 예에서 도시되는 바와 같이, 심자외선 스캐너(DUV2)는 오버레이 측정(OV)을 안정성 모듈(SM)로 출력하는 계측 툴(MW) 내에서 측정되는 모니터 웨이퍼(DMW)를 처리한다. 오버레이 측정(OV)은 오버레이 측정의 그리드를 포함하는 웨이퍼 맵(D2M)으로서 기록된다. 따라서, 제 2 모니터링 데이터(D2M)는 제 2 리소그래피 장치(DUV2)의 안정성 제어에 대한 반복 모니터링으로부터 획득된다. 제 2 모니터링 데이터(D2M)는 제 1 레이아웃과 다른 제 2 레이아웃이다. 이러한 차이는 모니터 웨이퍼(EMW 및 DMW) 상의 피쳐의 상이한 레이아웃 및 밀도 및 오버레이 측정을 위한 샘플 스킴에서의 차이로부터 생긴다. 이것은 DUV 및 EUV와 같은 상이한 플랫폼에 대해서 기대될 것이다.
도 6은 교차-플랫폼 리소그래피 매칭이 필요하게 하는, 리소그래피 장치의 이용불가능 문제점을 보여준다. 선택된 스캐너가 도 5로부터 표시된다. EUV 스캐너(EUV2) 중 하나는, 아마도 예방을 위한 유지보수를 위해서 다운 상태이기 때문에 생산을 위해서 사용가능하지 않다. 그러므로, 다음의 질문이 생긴다: 제 2 DUV 스캐너(DUV2)로부터의 웨이퍼 로트(WL2)가 그 다음에는 어디에서 처리되어야 하는가? 이용가능한 EUV 스캐너(EUV1, EUV3 또는 EUV4) 중 어느 것이 사용되어야 하는가? 정답은 EUV 스캐너들 중 어느 것이 DUV 스캐너(DUV2)와의 최선의 오버레이 매칭 성능을 가지는지를 결정함으로써 찾을 수 있다.
도 7은 종래의 접근법을 사용하여 교차-플랫폼 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 것을 보여준다. 교차-플랫폼 테스트 웨이퍼(XW) 제 2 DUV 스캐너(DUV2) 상에서 노광되고, 계측 툴(MT)은 오버레이(OV2)를 측정한다. 테스트 웨이퍼(XW)는 재작업되고(RW), 제 1 EUV 툴(EUV1) 내에서 노광된다. 그 다음에, 계측 툴(MT)이 오버레이(OV1)를 측정한다. 테스트 웨이퍼(XW)는 재작업되고(RW2), 제 3 EUV 툴(EUV3) 내에서 노광된다. 그러면 계측 툴(MT)이 오버레이(OV3)를 측정한다. 마지막으로, 테스트 웨이퍼(XW)가 재작업되고(RW3) 제 4 EUV 툴(EUV4) 내에서 노광된다. 그러면 계측 툴(MT)이 오버레이(OV4)를 측정한다. 제 2 DUV 스캐너(DUV2) 및 제 1 EUV 스캐너(EUV1) 사이의 교차-플랫폼 오버레이 매칭 성능은 각각의 오버레이 측정들(OV2 및 OV1) 사이의 차이를 계산함으로써 결정된다. 이것이 잔여 EUV 스캐너(즉(OV2-OV3 및 OV2-OV4)에 대해서 반복된다. 차이에 순위가 매겨지고, 최소 차이를 가지는 EUV 스캐너는 최선의 오버레이 매칭 성능을 가지는 것으로 결정된다. 그러면 웨이퍼 로트(WL2)가 해당 스캐너를 통해서 라우팅된다. 도 7을 참조하여 설명된 전용 검증 테스트는 수 시간이 걸리는 사전 필수 사항으로서 스캐너 셋업 프로시저를 요구한다. 이것은 아주 필요할 경우에만 수행되고, 따라서 대량 제조 환경을 위하여 필요한 매일의 모니터링 목적을 위해서 사용될 수 없다.
실시형태들은 안정성 제어(드리프트 제어(drift control; DC))를 위한 반복 모니터링으로부터의 출력을 사용하여 교차-플랫폼 매칭 성능을 결정하기 위한 방법론을 제공한다.
도 8은 반도체 제조를 위한 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법의 개관을 보여준다.
제 1 모니터링 데이터(E1M, E3M, E4M)는 이용가능한 EUV 스캐너(EUV1, EUV3 및 EUV4)에 대한 안정성 제어를 위하여 반복 모니터링(모니터 웨이퍼(EMW), 계측 툴(MT), 오버레이 측정(OV), 및 안정성 모듈(SM)에 의함)으로부터 획득된다. 제 2 DUV 스캐너의 경우, 제 2 모니터링 데이터(D2M)는 안정성 제어를 위한 반복 모니터링(DMW, MT, OV, SM)으로부터 유사하게 획득된다. EUV 모니터링 데이터(E1M, E3M, E4M)는 제 1 레이아웃에 있다. DUV 모니터링 데이터(D2M)는 제 2 레이아웃에 있다.
DUV 모니터링 데이터(D2M)는 관심 대상인 웨이퍼 로트가 층 n-1에 대해서 노광된 것과 동일한(또는 동일한 것에 가까운, 예컨대 동일한 하루인) 노광 시간을 가지도록 선택되는 것이 바람직하다. 이것이 해당 웨이퍼 로트에 대하여 매칭되는 것이 소망되는 해당 DUV 스캐너의 오버레이 성능을 더 양호하게 반영할 것이다. 따라서, 예를 들어 도 5 및 도 8을 참조하여, 스캐너(DUV2)를 EUV 스캐너(EUV1,3,4) 중 하나에 매칭하는 것을 고려한다. 시간 t ~ T0에 DUV 스캐너(DUV2) 상에서 노광된 바닥 층 n-1이 있는 웨이퍼 로트(WL2)의 라우팅을 위하여, EUV 스캐너(EUV1,3,4) 중 하나가 어떤 DUV 모니터링 웨이퍼(DMW)가 시간 t ~ T0에서 역시 노광되었는지에 대한 모니터링 데이터(D2M)에 기반하여 선택된다. 해당 모니터링 데이터는 현재의 EUV 모니터링 데이터와 비교되고, 매칭이 결정되며, 선택된 EUV 스캐너의 성능이 변하기 이전에 EUV 처리 단계가 가능한 빨리 진행된다. 따라서, 제 1 모니터링 데이터(D2M)는, 리소그래피 매칭 성능의 결정에 의존하여, 제 2 리소그래피 장치(EUV1,3,4) 내에서 노광되는 웨이퍼 로트(하나 이상의 기판)(WL2)의 노광과 동시대(t ~ T0)였던 하나 이상의 모니터링 기판의 노광으로부터 획득된다.
제 1 리소그래피 장치(EUV1, EUV3, EUV4) 및 제 2 리소그래피 장치(DUV2)사이의 교차-플랫폼 오버레이 매칭 성능이 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터에 기반하여 결정된다. 이것은, 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터의 비교(802)를 허용하기 위하여 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터 중 적어도 하나를 공통 레이아웃(예를 들어, 시뮬레이션된 웨이퍼 맵)(E1S, E3S, E4S, D2S)으로 재구성(900, 1000)함으로써(도 9 및 도 10을 참조하여 설명되는 바와 같음) 수행된다.
제 2 DUV 스캐너(DUV2) 및 제 1 EUV 스캐너(EUV1) 사이의 교차-플랫폼 오버레이 매칭 성능은 공통 레이아웃(D2S 및 E2S)에서 개별 모니터링 데이터 사이의 차이를 계산(802)함으로써 결정된다. 이것이 잔여 EUV 스캐너(즉, D2S-E3S 및 D2S-E4S) 각각에 대하여 반복된다. 차이에 순위가 매겨지고(804), 최소 차이를 가지는 EUV 스캐너가 최선의 오버레이 매칭 성능을 가지는 것으로 결정된다. 그러면, 제 2 DUV 스캐너(DUV2)로부터의 웨이퍼 로트(WL2)가 해당 EUV 스캐너를 통하여 라우팅된다.
도 9는 모니터링 데이터의 재구성을 이용하여 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위해서 EUV 모니터링 데이터를 처리하는 것(900)을 보여준다.
도 10은 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위해서 EUV 모니터링 데이터를 처리하는 것(1000)을 보여준다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 조밀하게-샘플링된 필드내 데이터가 EUV 및 DUV 모니터링 데이터 각각에 대하여 필드간(전체-웨이퍼) 데이터와 별개로 처리된다(906, 1006). 이것은 이러한 예에서 필드간 및 필드내 데이터를 분해하는 것을 포함하지만, 다른 예들에서는 원시 필드간 및 필드내 데이터가 이미 분리되었을 수 있고 따라서 분해가 필요하지 않다. 이러한 필드내 데이터는 동일한 샘플링 및 동일한 레이아웃을 가지는 리소그래피 노광 필드, 즉 필드별로 13x19 개의 포인트를 가지는 것에 대응한다. 필드내 매칭 지문(즉 교차-필드 패턴)을 계산하기 위하여 직접적인 감산이 수행된다. EUV 모니터링 데이터에 대한 필드간 지문 매칭을 위하여, 웨이퍼 맵(E1M, E3M 및 E4M)의 필드간 성분이 공통 레이아웃(E1S, E3S 및 E4S) 내로 재구성된다(도 9를 참조하여 상세히 설명되는 바와 같음). 도 8 내지 도 10을 참조하면, 종래의 교차-플랫폼 테스트 웨이퍼 레이아웃이 예시적인 공통 레이아웃 내에서 사용된다. 하지만 실무에서는, 양호한 정확도를 얻기 위해서 다른 공통 레이아웃이 선택될 수 있다. 마지막으로, 필드내 데이터가 필드간 데이터에 다시 추가되고, 그러면 완전한 웨이퍼 맵이 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 비교를 위하여 준비가 된다.
EUV에 대한 도 9를 참조하면, 모니터링 데이터(E1M, E3M, E4M)로부터 시작하여(도 8을 참조하여 설명됨), 웨이퍼 오차 정정 및 레티클 오차 정정을 포함하는 필터링 및 모델링이 적용된다(902). 그러면 데이터가 척(chuck) 1 및 척 2 데이터로 분할된다(904)(이러한 스캐너들이 노광 도중에 웨이퍼를 지지하기 위해서 두 개의 웨이퍼 척을 가지기 때문임). 모니터링 데이터는 복수 개의 리소그래피 노광 필드에 대응하는 필드간 데이터(지문)를 포함한다. 모니터링 데이터는 리소그래피 노광 필드에 대응하는 필드내 데이터를 더 포함한다. 필드내 평균 지문(908)이 계산된다(906). 각각의 척에 대하여, 필드내 평균 지문이 전체-웨이퍼 필드간 데이터로부터 제거된다(910). 본 명세서에서 사용되는 필드 평균 지문(908)은 조밀한 필드(예를 들어, 렌즈 왜곡으로부터 유발된 오버레이의 이차 성분을 최소화하도록 구성됨) 또는 조밀한 필드 및 성기게 샘플링된 필드를 포함하는 모든 내부 필드의 평균으로부터 계산될 수 있다. 그러면 동일한 척으로부터의 모든 웨이퍼들이 평균화된다(912). 그 이후에, 고차 광역 모델 및 다른 추가적 모델, 예를 들어 웨이퍼-에지 모델이 웨이퍼 맵에 적용된다(914). 따라서, 재구성하는 단계는, 재구성된 모니터링 데이터를 공통 레이아웃으로 예측하도록, 각각의 모니터링 데이터를 각각의 리소그래피 장치의 리소그래피 프로세스의 (광역) 모델에 근사화하는 것을 포함한다. 본 명세서에서, 모델들은 웨이퍼 맵 상의 물리적 지문을 캡쳐하기 위하여 사용된다. 이러한 모델의 잔차는 물리적 지문이 아니라 노이즈를 주로 함유한다. 모델 파라미터(정정가능 오차)(920)가 선택된 공통 레이아웃에 매핑된다(924). 따라서, 재구성하는 단계는, 모델의 근사화된 파라미터를 공통 레이아웃에 매핑하는 것을 더 포함한다. 잔차(비-정정가능 오차)(916)에 대하여, 이것을 동일한 공통 레이아웃에 매핑하기 위해서 보간(918)이 사용된다. 선형 또는 다른 타입의 보간이 사용될 수 있다. 따라서, 재구성하는 단계는 근사화로부터의 잔차를 공통 레이아웃에 보간하는 것을 더 포함한다. 정정가능 오차 및 비-정정가능 오차(이제는 매핑된/보간된 공통 레이아웃임)가 서로 가산되어 공통 레이아웃(E1S, E3S, E4S)에서 모니터링 데이터(926)를 제공한다. 따라서, 공통 레이아웃으로의 제 1 모니터링 데이터 및 제 2 모니터링 데이터의 비교를 허용하도록, 별개로 처리된 필드간 및 필드내 데이터가 조합된다. 그러면, 필드간 데이터에 대한 모니터링 데이터 재구성이 완료된다. 마지막으로, 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위하여 비교(802)가 수행된다(도 8의 단계(802)를 참조하여 설명된 바와 같음).
도 10을 참조하면, DUV의 경우, 모니터링 데이터가 상이한 노광 레이아웃을 가지는 여러 개의 이미지를 포함하기 때문에 이러한 예에서는 흐름이 다르다. 모니터링 데이터(D2M)로부터 시작하여(도 8을 참조하면 설명됨), 필터링 및 모델링이 적용되고(1002) 데이터가 척별로 분할되고(1004) 이러한 예에서는 도 9를 참조하여 설명된 EUV에 대한 경우와 같다. 필드내 지문 매칭을 위하여, 필드내 평균 지문(1008)을 계산(1006) 함으로써 조밀한 필드들도 사용된다. 필드간 지문을 얻기 위하여, 이미지별 그리고 웨이퍼별 필드내 평균 지문(조밀한 필드)이 제거되고(1010), 이미지별로 모든 웨이퍼의 평균이 수행되며(1012), 그 후에 모든 이미지들이 평균화된다(1014). 마지막에는, 조밀한 필드로부터 계산된(1006) 필드내 평균화 지문이 시뮬레이션된 전체 웨이퍼 맵(DS2)에 대해서 다시 가산될 수 있다. 마지막으로, 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위하여 비교(802)가 수행된다.
이러한 모든 흐름 이후에, EUV 및 DUV로부터의 모니터링 데이터 웨이퍼 맵이 이제 동일한 레이아웃에 있게 되고, 매칭 성능이 차이를 계산하기 위한 직접적인 감산을 사용하여 계산될 수 있다(802)(도 8의 단계(802)에 대해서 설명된 바와 같음). 차이에 순위가 매겨지고(804)(도 8의 단계(802)에 대해서 설명된 바와 같음), 가장 낮은 차이를 가지는 EUV 스캐너가 최선의 오버레이 매칭 성능을 가지는 것으로 결정된다. 그러면, 제 2 DUV 스캐너(DUV2)로부터의 웨이퍼 로트(WL2)가 해당 EUV 스캐너를 통하여 라우팅된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 필드내 평균 지문(908 및 1008)의 비교(928)(도 9 도 참조)에 의해서 순위 매김 동작이 수행될 수 있다. 이것이 스캐너-스캐너 렌즈 매칭을 위해서 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 추가적으로 또는 대안적으로, 필드간 재구성 모니터링 데이터의 비교(930)(도 9 도 참조)에 의해서 순위 매김 동작이 수행될 수도 있다.
앞선 예들에서, 그리고 특히 도 9의 흐름도에서 설명된 방법에서는, 지문의 광역 부분, 특히 고차수 광역 모델(914)만이 공통 레이아웃에 매핑된다. 추가적인 실시형태에서는, 이러한 방법이 필드-필드 변동 항도 매핑하도록 변경된다. 이러한 콘텍스트에서 필드-필드 변동 항을 매핑하는데 있어서의 기본적인 문제점은, 필드 중심 및 치수가 상이한 레이아웃에 대해서 통상적으로 다르다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 두 가지 가능한 방법이 도 11의 (a) 및 (b) 각각에 예시된다. 양자 모두의 경우에, 표시된 방법 단계는 도 9의 단계(910-926)를 대신할 수 있고, 단계(1110, 1112 및 1114)는 대략적으로 단계(910, 912 및 914)에 각각 대응한다. 그러나, 광역 모델(그리고 선택적으로는 웨이퍼 에지 모델)에 추가하여, 블록(1114)은 노광별 정정(Correction Per Exposure; CPE) 모델도 포함할 수 있다. CPE는 필드-필드 변동을 감소시키기 위해서 모든 노광된 필드에 대한 정정을 결정하는 (예를 들어, 6-파라미터) 모델이다.
도 11의 (a)에서, 매핑되고 있는 대상인 타겟 레이아웃은 전체 타겟 레이아웃의 서브세트인 중간 레이아웃(1134)으로 변환된다. 입력 레이아웃(1110)은 제 1 레이아웃, 제 2 레이아웃 또는 임의의 다른 레이아웃일 수 있다. 타겟 레이아웃은 공통 레이아웃일 수 있다; 또는 대안적으로 제 2 레이아웃이거나(제 2 레이아웃으로부터 제 1 레이아웃으로 직접적으로 매핑하는 경우) 또는 제 1 레이아웃일 수 있다(제 1 레이아웃으로부터 제 2 레이아웃으로 직접적으로 매핑하는 경우).
좀 더 구체적으로는, 전술된 콘텍스트에서, 입력 레이아웃(1110)은 제 1 레이아웃 또는 제 2 레이아웃일 수 있고, 중간 레이아웃(1134)은 공통 레이아웃일 수 있다. 중간 레이아웃(1134)은 타겟 레이아웃(1134)으로부터의 측정 위치를 포함할 수 있지만, 필드 치수 및 필드 중심은 입력 또는 제 1 레이아웃으로부터 온다. 이러한 방법에서, 필드내 지문(CPE 정정과 연관됨)을 포함하는 모델 파라미터(정정가능 오차)(1120)는 중간 레이아웃으로 직접적으로 매핑된다(1132). 잔차(비-정정가능 오차)(1116)에 대하여, 이것을 동일한 중간 레이아웃(1134)으로 매핑하기 위해서 보간(1133)이 사용된다. 매핑의 결과들이 이러한 중간 레이아웃(1134)에서의 지문이 되도록 조합되고, 여기에 입력 레이아웃(1110)으로부터의 정정이 적용될 수 있다. 이러한 방법의 이점은, 공간적 정보의 손실이 작다는 것이다; 그러나 이것은 중간 레이아웃(1134)에서 측정 포인트의 손실이 존재한다는 단점을 가진다. 추가적으로, 이러한 방법은 필드별로 포인트의 개수가 적기 때문에 웨이퍼 에지 필드에서의 과다 근사화(overfitting)에 취약하다.
도 11의 (b)는 '역방향 정제(reverse refinement)'를 사용한 필드내 지문(CPE와 연관됨)의 매핑을 보여준다. 입력 레이아웃(1110)으로부터의 CPE 정정가능 오차(1120)는 필드 중심 좌표의 함수인 제 1 함수로부터 웨이퍼 중심 좌표의 함수인 제 2 함수로 변환된다. 이러한 변환은 정정가능 오차(1120)를 초고차수 광역 모델, 예컨대 방사상 기저 함수(RBF)로 리모델링(1137)하고, 타겟 레이아웃(1135)으로 매핑(1124)함으로써 수행될 수 있다. RBF 모델링은 본 명세서에 원용에 의해 통합되는 공개된 특허 출원 제 US 2012/0218533에서 기술된다. 비-정정가능 요소(1116)는 다른 예와 매우 동일하게 취급된다: 즉, 이것을 타겟 레이아웃(1135)으로 매핑하기 위해서 보간(1118)이 사용된다. 이러한 방법에서는 일부 공간적 정보가 손실되지만, 중간 레이아웃 또는 공통 레이아웃을 구성할 필요가 없다; 즉, 이러한 방법에서 입력 레이아웃(1110)은 제 1 레이아웃일 수 있고 타겟 레이아웃(1135)은 제 2 레이아웃일 수 있다(또는 그 반대의 경우도 마찬가지이다). 이러한 실시형태의 방법은 웨이퍼 에지에서의 노이즈의 감소된 과다 근사화라는 내재적인 장점을 가진다.
노광별 정정(CPE)과 관련된 데이터는 계산형 오버레이(computational overlay)에서의 앵커 지문 결정(anchor fingerprint determination)의 중요한 부분이다. CPE 콘텐츠는 레이아웃(그리드)에 의존적이다. 하나의 레이아웃으로부터 결정된 CPE가 다른 레이아웃에 적용된다면, 정확도에 열화가 존재할 가능성이 있고; 계산형 오버레이 정확도에 있어서의 임의의 최종 이득은 무시될 수 있는 것으로 밝혀질 수 있다. 사실상, 모니터 웨이퍼 판독치(read out)를 다른 (표준) 레이아웃에서 사용하고, 최적화 모듈(예를 들어, 하프-필드 오버레이 최적화기) 또는 제품 레이아웃에 적용될 CPE 콘텐츠를 결정하는 것은 가능하지 않다.
모니터 웨이퍼에 대해서 사용되는 레이아웃은 스캐너 툴 내의 드리프트를 제어하기 위해서 특히 타게팅되는 표준 레이아웃이다. 이미 설명된 바와 같이, 상이한 층들이 상이한 스캐너 타입으로써 노광될 때에, 결과적인 (추가적) 오버레이 오차가 유발될 수 있다. 이것에 추가하여, 모니터 웨이퍼가 제품과 다른 레이아웃에서 노광되고, 제품 웨이퍼와 같은 프로세스 단계를 거치지 않기 때문에, 전술된 스캐너 안정성 모듈을 사용하기 위해서 캡쳐되고 정정될 수 없는 오버레이 오차가 결과적으로 도입된다. (예를 들어, 오버레이) 최적화 모듈이, 에칭후 검사(AEI) 또는 현상후 검사(ADI) 측정을 사용함으로써 추가적인 정정을 하기 위해서 사용될 수 있다. 그러나, 안정성 모듈 및 최적화 모듈은 상이한 레벨에서의 독립적인 정정을 결정한다. 그러므로, 이러한 모듈들 양자 모두에 대해서 별개의 오버레이 계측이 수행될 필요가 있다.
오버레이 최적화 모듈은, 예를 들어 로트별로 측정될 수 있는 (예를 들어, 성기게 측정된) 라인내(in-line) ADI 계측 및 (예를 들어, 조밀하게 측정된) 오프라인 (예를 들어, 정적) AEI 계측에 기반하여 피드백 루프 내의 정적 및 동적 오버레이 최적화 정정을 결정하는 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다. 이와 같이, 최적화 모듈(AEI 오버레이 및 ADI 오버레이)에 대한 계측은 제품-내 오버레이를 개선하기 위하여, 스캐너로 피드백될 정적인 로트별 정정을 식별하여야 한다. 최적화 모듈에 대한 모델은 50ppf(필드당 포인트) 근처의 필드당 포인트의 최소 개수를 요구할 수 있다; 이것은, 특히 일부 또는 심지어 모든 웨이퍼에 대하여 로트별로 수행되어야 하는 경우에는 고가의 측정이다.
모니터 웨이퍼는 노광 이후의 스캐너 드리프트 제어, 즉 ADI를 위하여 빈번하게 측정된다. 본 명세서에서, 이러한 측정을 최적화 모듈의 정정가능한 모델 콘텐츠 내에 포함되는 스캐너의 물리적 원리의 일부 표시자와 함께 제품-내 오버레이 AEI 개선을 위해서 사용하는 것이 제안된다. 이러한 방식으로 계측 시간이 크게 감소될 수 있다. 더욱이, 이러한 접근법은, 노광 시퀀스 중에 스캐너의 물리적 원리로부터 유래되는 모델 파라미터의 신호 대 잡음 비를 개선함으로써, 계산형 오버레이에서의 정확도를 개선하는 것을 도울 수 있다. 이러한 접근법은, 스캐너 데이터 기여도를 사용하면서, 감소된 계측 시간과 계산형 오버레이에서의 개선된 정확도를 가지는, 조합된 안정성 모니터 및 오버레이 최적화기 스킴을 제안한다.
계산형 오버레이 콘텍스트에서, 모니터 웨이퍼 데이터(안정성 모듈 데이터)와 함께, 예를 들어 필드별 정정 목적을 위한 제품-내 웨이퍼 데이터를 사용하는 것이 제안된다: 스캐너 오버레이 기여도의 필드-레이아웃-독립적 성분만이 필드별 오버레이 재구성 프로세스에서 사용한다.
이러한 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
1. 스캐너 베이스라인 상수(Scanner Baseline Constant; SBC) 정정을 위하여 오버레이 데이터를 정정해제(decorrect)하는 단계(즉, 오버레이 데이터로부터 SBC 정정을 제거하거나 해제함). 종래에는, 광학적 리소그래피 시스템이 머신 상수(Machine Constant; MC)라고 알려진 많은 수치 파라미터에 의해서 제어된다. MC는 통상적으로, 인시츄 중의 리소그래피 시스템 또는 매우 특이한 테스트 조건 세트에 대해서 MC를 생성하고 최적화하는 다른 시스템 기반 테스트에 의해서 생성된다. 스캐너 안정성 모듈은 SBC를 사용한다. SBC의 개념은, 툴들이 MC 생성을 위해서 사용되는 특이한 테스트 조건 뿐만이 아니라 일반적인 리소그래피 조건에서 서로에 대해서 근접하게 매칭되게 강제하는 오프셋들의 "중간층(middle layer)" 을 도입한다.
2. 상이한 필드 레이아웃(모니터 웨이퍼 및 제품 웨이퍼)에 대하여, 정정해제된 오버레이에 적용된 오버레이 모델 변수(예를 들어, k-파라미터)를 결정하는 단*.
3. 필드 레이아웃에 대해서 가장 불변이거나 실질적으로 불변인 오버레이 모델 변수를 선택하는 단계; 이러한 파라미터는 스캐너 기여도를 반영하고, 안정성 데이터는 계산형 오버레이 / CPE 목적을 위하여 이러한 파라미터에 대해서 모델링될 수 있다.
4. 노이즈가 없는 정정가능한 콘텐츠를 획득하고 적용하는 방법은 필드들의 상이한 타입(예를 들어; 에지, 중심, 스캔 업, 스캔 다운, 좌측 스캔, 우측 스캔)과 독립적인 것으로 여겨질 수 있다.
이러한 방식으로, 상이한 웨이퍼 레이아웃(예를 들어, 안정성 모니터링 표준 레이아웃, 안정성 모니터링 표준 하프 필드 레이아웃 및/또는 제품 레이아웃)에 대한 레이아웃 독립적 CPE 정정가능 오차의 콘텐츠가 얻어진다. 이러한 프로시저는 가장 낮은 레이아웃 의존성을 가지는 k-파라미터 또는 오버레이 모델 변수를 식별하는 것을 도울 수 있는데, 이것이 CPE 레벨에서의 정정을 위하여 사용될 수 있다. 이러한 오버레이 모델 변수가 사용된다면, 약 0.1nm 내지 약 0.2nm의 계산형 오버레이 정확도에서의 개선이 얻어질 수 있다.
이러한 방법론은, 고차수 k-파라미터에서의만 상관이 가끔 관측되고, 따라서 고차수 모델을 사용하면 가장 높은 값이 제공될 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 결론은 제안된 방법론이 없으면 가능하지 않았을 것이다. 더욱이, 이러한 기법은, 선택된 k-파라미터에는 스캔 방향(스캔 업/ 다운/ 좌측 / 우측) 및 방사상 의존성(130mm의 웨이퍼 반경 안의 전체 필드 및 130mm-150mm 내의 모든 필드)이 존재한다는 것을 나타낸다. 그러므로, 이에 따라서 k-파라미터들을 분리하는 것이 제안된다. 더욱이, 제안된 방법은, 예를 들어 상이한 층을 노광하기 위하여 상이한 툴이 사용되는 경우를 포함하는 임의의 스캐너 조합에 대해서 적용가능하다(예를 들어, 머신-머신 매칭 또는 교차 플랫폼 매칭).
실시형태들은 추가적 비용 또는 시간이 없는 리소그래피 성능 매칭을 제공하지만, 정확도는 매칭을 위해서 양호하다. 안정성 제어를 위한 반복 모니터링은 일반적으로 반도체 제조 현장에 있는 각각의 스캐너에 대해서 보통 3 일마다 수행된다. 그러므로, 이것은 모니터링 목적을 위해서 그리고 반도체 제조사에게 최적 스캐너-스캐너 페어링에 대해서 통지하기 위해서 사용될 수 있다.
다른 실시형태에서, 제 1 리소그래피 장치의 제 1 그리드 데이터 및 제 2 리소그래피 장치의 제 2 그리드 데이터 사이의 차이가 모델링된다. 통상적으로, 그리드 데이터는 제 1 및 제 2 리소그래피 장치의 상태의 모니터링과 관련되어 기판 상에서 수행되는 (오버레이) 그리드 측정과 연관된다(예를 들어, 모니터링 데이터라고 불림).
모델링된 차이는 상기 제 1 및 제 2 리소그래피 장치의 그리드들 사이의 오프셋(기판에 피쳐를 제공하는 위치 제어와 연관됨)을 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 오프셋은 각각의 제 1 및 제 2 리소그래피 장치와 연관되는 공칭 그리드로부터의 편차로서 표현될 수 있다.
추가적으로, 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 대해서 그리드 오프셋 레시피가 생성될 수 있다. 그리드 오프셋 레시피는, 상기 제 1 리소그래피 장치에 의해 패터닝된 기판 상의 층들이 상기 제 2 리소그래피 장치에 의해 패터닝된 기판 상의 이전의 층 또는 후속 층보다 더 잘 매칭되게끔, 리소그래피 장치를 제어하도록 구성된다.
일 예에서, 매칭은 기판 상의 평균 노광 필드에 걸친 왜곡 성분(예를 들어, 오버레이 오차와 관련되는 성분)의 지문에 관련된다. 이것은 일반적으로 필드내 거동(기판 지문의 필드내 콘텐츠)의 매칭이라고 불린다. 다른 예에서, 매칭은 필드간 지문 콘텐츠; 예를 들어 개별적인 노광 필드 사이에서 변하는 지문의 일부에 관한 것이다. 그러므로, 그리드 오프셋은 기판에 걸친 (오버레이 / 왜곡) 지문의 필드내 및/또는 필드간 콘텐츠와 연관될 수 있다.
그리드들 사이의 계산된 오프셋은 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 의하여 수행되는 패터닝 동작 도중에 오버레이를 제어하는 데에 더 사용될 수 있다. 예를 들어 이용가능한 오버레이 측정 데이터(이전에 노광된 기판과 연관됨)에 기반하여 액츄에이터 세트포인트를 결정하는 도중에, 오프셋이 추가적인 입력으로서 사용될 수 있다. 그러므로, 그리드들 사이의 결정된 오프셋은 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 대한 오버레이 정정을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 장점은, 획득된 오버레이 정정이 제 1 및 제 2 리소그래피 장치 사이의 그리드 내의 차이와 연관되는 요구된 매칭 기준을 이제 고려한다는 것이다.
제 1 및 제 2 리소그래피 장치는 상이한 타입일 수 있고, 예를 들어 제 1 리소그래피 장치는 DUV 스캐너이고 제 2 리소그래피 장치는 EUV 스캐너이다.
예를 들어, 고차수 오버레이 정정 인터페이스 및/또는 하드웨어 관련 차이의 이용가능성, 예컨대 노광 필드의 길이 및/또는 폭에 따라서 왜곡 성분을 더 잘 제어할 수 있게 하는 고차수 투영 렌즈 매니퓰레이터의 이용가능성에 기인하여, 제 1 리소그래피 장치는 제 2 리소그래피 장치보다 더 큰 오버레이 잠재적 정정능력을 가질 수 있다.
리소그래피 장치를 가장 큰 잠재적 정정능력로써 제어 / 구성하는 데에 있어서 그리드 오프셋 데이터(예를 들어, 레시피)를 사용하는 것이 바람직하다. 더 많은 잠재적 정정능력이 이용가능하기 때문에, 잠재적 매칭능력도 더 커질 것이고 리소그래피 장치들 사이의 더 양호한 매칭 품질이 달성될 것이다.
통상적으로, 제 1 및 제 2 리소그래피 장치의 그리드 데이터는, 관심 대상인 리소그래피 장치에 의해 패터닝된 레퍼런스 기판들의 노광 및 판독 도중에 생성된 모니터링 데이터의 분석에 의하여 획득된다. 통상적으로, 레퍼런스 기판은 미리 패터닝된 피쳐(일반적으로 알려진 위치에서 기판 내로 에칭된 타겟 피쳐)를 포함한다. 레퍼런스 기판에는 포토레지스트 층이 제공되고, 그 후에 포토레지스트 층이 관심 대상인 리소그래피 장치에 의하여 패터닝된다. 미리 패터닝된 피쳐와 패터닝된 포토레지스트 층 내의 피쳐 사이의 위치 편차가 관심 대상인 리소그래피 장치의 그리드를 나타내는 모니터링 데이터를 획득하기 위하여 사용된다.
일 실시형태에서 제 1 리소그래피 장치와 제 2 리소그래피 장치 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 방법이 제공되는데, 이러한 방법은 제 1 리소그래피 장치와 연관된 제 1 그리드 측정 및 제 2 리소그래피 장치와 연관된 제 2 그리드 측정 사이의 차이를 모델링하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 이러한 방법은 모델링된 차이를 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치를 구성할 때에 사용하는 단계를 더 포함한다.
일 실시형태에서, 상기 구성하는 것은, 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치와 연관된 공칭 그리드 정의(nominal grid definition)에 대한 오프셋을 규정하는 것을 포함한다.
일 실시형태에서 상기 구성하는 것은, 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 대한 레시피를 생성하는 것을 포함하고, 상기 레시피는 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치와 연관된 공칭 그리드 정의(nominal grid definition)에 대한 오프셋을 규정한다.
상기 모델링하는 것은, 모델링된 차이 내에 포함되는 필드내 및/또는 필드간 콘텐츠를 기술하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 가장 큰 잠재적 정정능력을 가지는 리소그래피 장치가 구성 및/또는 제어된다.
일 실시형태에서, 상기 잠재적 정정능력은 상기 제 1 및 제 2 그리드 측정 사이의 차이를 감소시키는 것에 연관된다.
일 실시형태에서, 상기 제 1 리소그래피 장치는 심자외선(DUV) 리소그래피 장치이고, 상기 제 2 리소그래피 장치는 극자외선(EUV) 리소그래피 장치이다.
일 실시형태에서, 상기 방법은 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 대한 오버레이 정정을 상기 오프셋을 사용하여 결정하는 것을 더 포함한다.
이러한 방법의 범위는 EUV -DUV 매칭으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 사용되고 있는 안정성 제어(드리프트 제어)에 대해서 반복 모니터링이 존재하는 한, 예를 들어 상이한 모니터 웨이퍼 레이아웃이 동일한 플랫폼에 대해서 사용된다면, 이것은 DUV-DUV 및 EUV-EUV 매칭을 위해서도 사용될 수 있다.
실시형태들은 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 방법을 포함하는 반도체 제조 프로세스에서 구현될 수 있다.
실시형태들은 도 1을 참조하여 설명된 것과 같고,
- 방사선의 투영 빔을 제공하도록 구성되는 조명 시스템;
- 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지 구조체 - 상기 패터닝 디바이스는 소망되는 패턴에 따라서 상기 투영 빔을 패터닝하도록 구성됨 -;
- 기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블;
- 패터닝된 빔을 기판의 타겟 부분 상에 투영시키도록 구성되는 투영 시스템; 및
- 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 방법에 따르는 프로세스에 대한 정정을 결정하도록 구성되는 처리 유닛을 포함하는, 리소그래피 장치에서 구현될 수 있다.
실시형태들은 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 반도체 제조 프로세스 내에서 구현될 수 있다.
실시형태들은 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 범용 데이터 처리 장치가 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 방법의 단계를 수행하게 하기 위한 머신 판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품에 구현될 수 있다.
다른 실시예들은 아래의 번호가 매겨진 절들의 목록에서 개시된다:
1. 반도체 제조용 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법으로서,
- 제 1 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 순환(recurrent) 모니터링으로부터 제 1 모니터링 데이터를 획득하는 단계;
- 제 2 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 순환 모니터링으로부터 제 2 모니터링 데이터를 획득하는 단계; 및
- 상기 제 1 리소그래피 장치와 상기 제 2 리소그래피 장치 사이의 리소그래피 매칭 성능을 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
2. 제 1 절에 있어서,
- 상기 제 1 모니터링 데이터는 제 1 레이아웃이고,
- 제 2 모니터링 데이터는 제 2 레이아웃이며,
- 상기 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 단계는, 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터의 비교를 허용하도록, 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터 중 적어도 하나를 공통 레이아웃 내에 재구성하는 단계를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
3. 제 2 절에 있어서,
상기 재구성하는 단계는,
재구성된 모니터링 데이터를 상기 공통 레이아웃으로 예측하도록, 각각의 모니터링 데이터를 각각의 리소그래피 장치의 리소그래피 프로세스의 적어도 하나의 모델에 근사화하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
4. 제 3 절에 있어서,
상기 재구성하는 단계는,
상기 모델의 근사화된 파라미터를 공통 레이아웃에 매핑하는 것을 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
5. 제 3 절 또는 제 4 절에 있어서,
상기 재구성하는 단계는,
근사화로부터의 잔차를 상기 공통 레이아웃에 보간하는 것을 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
6. 제 2 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 적어도 하나의 모델은, 기판별 광역 정정을 결정하기 위한 적어도 하나의 광역 모델 및 노광별 정정을 가능하게 하기 위한 필드내 모델을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
7. 제 6 절에 있어서,
상기 방법은,
제 1 레이아웃 또는 제 2 레이아웃 중 하나로부터 상기 공통 레이아웃에 매핑하는 단계를 더 포함하고,
상기 공통 레이아웃은 상기 제 1 레이아웃 또는 제 2 레이아웃 중 다른 것으로부터의 필드 치수 및 필드 중심을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
8. 제 2 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 적어도 하나의 모델은, 기판별 광역 정정을 결정하기 위한 적어도 하나의 광역 모델 및 노광별 정정을 가능하게 하기 위한 필드내 모델을 포함하고,
상기 방법은,
상기 제 1 레이아웃 또는 제 2 레이아웃 중 하나에서의 필드내 모델에 관련된 정정가능 오차를, 상기 제 1 레이아웃 또는 제 2 레이아웃 중 다른 것으로 매핑되기 이전에 필드 중심 좌표의 함수로부터 웨이퍼 중심 좌표의 함수로 변환하는 단계를 더 포함하며,
상기 방법은,
상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터 중 적어도 하나를 공통 레이아웃 내에 재구성하는 단계를 비필수적으로 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
9. 제 8 절에 있어서,
상기 변환하는 단계는, 상기 정정가능 오차를 초고차 광역 모델을 사용하여 리모델링하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
10. 제 9 절에 있어서,
상기 초고차 광역 모델은 방사상 기저 함수(radial basis function)를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모니터링 데이터는 복수 개의 리소그래피 노광 필드에 대응하는 필드간 데이터를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
12. 제 1 절 내지 제 11 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모니터링 데이터는 리소그래피 노광 필드에 대응하는 필드내 데이터를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
13. 제 12 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 필드간 데이터를 상기 필드내 데이터와 별개로 처리하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
14. 제 13 절에 있어서,
상기 방법은,
공통 레이아웃의 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터의 비교를 허용하도록, 별개로 처리된 필드간 및 필드내 데이터를 조합하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
15. 제 1 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 리소그래피 매칭 성능은 오버레이 매칭 성능을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
16. 제 1 절 내지 제 15 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모니터링 데이터는 오버레이 측정들의 그리드를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
17. 제 1 절 내지 제 16 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모니터링 데이터는 웨이퍼 맵을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
18. 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모니터링 데이터는, 각각의 리소그래피 장치에서 주기적으로 처리되는 하나 이상의 모니터링 기판을 측정함으로써 획득되는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
19. 제 18 절에 있어서,
상기 제 1 모니터링 데이터는 상기 리소그래피 매칭 성능의 결정에 의존하여, 상기 제 2 리소그래피 장치 내에서 노광될 하나 이상의 기판의 노광과 동시에 이루어진, 하나 이상의 모니터링 기판의 노광으로부터 획득되는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
20. 리소그래피 프로세스의 대상이 되는 기판의 성능 데이터를 모델링하기 위한 방법으로서,
기판과 연관된 성능 데이터를 획득하는 단계;
상기 성능 데이터를, 노광 필드의 제 1 레이아웃에 매핑하여 제 1 성능 데이터를 획득하고 및 노광 필드의 제 2 레이아웃에 매핑하여 제 2 성능 데이터를 획득하는 단계;
복수 개의 파라미터를 포함하는 모델을, 상기 제 1 성능 데이터에 적용하여 제 1 세트의 파라미터 값을 획득하고 상기 제 2 성능 데이터에 적용하여 제 2 세트의 파라미터 값을 획득하는 단계; 및
상기 제 2 세트의 파라미터 값에 대응하는 자신의 값과 비교되는 상기 제 1 세트의 파라미터 값에 대응하는 자신의 값에 기반하여, 복수 개의 파라미터 중에서 하나 이상의 파라미터를 선택하는 단계를 포함하는, 기판 성능 데이터 모델링 방법.
21. 제 20 절에 있어서,
상기 하나 이상의 파라미터를 선택하는 단계는,
상기 파라미터를 레이아웃에 대한 그들의 불변도(invariance)에 기반하여 선택하는 것을 포함하는, 기판 성능 데이터 모델링 방법.
22. 제 21 절에 있어서,
상기 하나 이상의 파라미터를 선택하는 단계는,
레이아웃에 대하여 가장 불변이거나, 임계에 따라서 불변인 하나 이상의 파라미터를 선택하는 것을 포함하는, 기판 성능 데이터 모델링 방법.
23. 제 20 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모델은 노광별 정정을 가능하게 하기 위한 필드내 모델을 포함하는, 기판 성능 데이터 모델링 방법.
24. 제 20 절 내지 제 23 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 레이아웃은 안정성 제어를 위하여 기판을 모니터링하는 것에 관련되고, 상기 제 2 레이아웃은 상기 모델에 관련되는, 기판 성능 데이터 모델링 방법.
25. 제 20 절 내지 제 24 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 방법을 상이한 타입의 필드들에 대하여 독립적으로 수행하는 단계를 포함하고,
상이한 타입의 필드들은 기판 위치 또는 스캔 방향 중 하나 또는 양자 모두에 대하여 구별되는, 기판 성능 데이터 모델링 방법.
26. 제 1 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절의 방법에 따라서 리소그래피 매칭 성능을 결정하기 위한 방법을 포함하는, 반도체 제조 프로세스.
27. 리소그래피 장치로서,
- 방사선의 투영 빔을 제공하도록 구성되는 조명 시스템;
- 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지 구조체 - 상기 패터닝 디바이스는 소망되는 패턴에 따라서 상기 투영 빔을 패터닝하도록 구성됨 -;
- 기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블;
- 패터닝된 빔을 기판의 타겟 부분 상에 투영시키도록 구성되는 투영 시스템; 및
- 제 1 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절의 방법에 따라서 리소그래피 매칭 성능을 결정하도록 구성되는 처리 유닛을 포함하는, 리소그래피 장치.
28. 제 27 절의 리소그래피 장치를 포함하는, 리소그래피 셀.
29. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
범용 데이터 처리 장치가 제 1 절 내지 제 25 절 중 어느 한 절에 따른 방법의 단계를 수행하게 하기 위한 머신 판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
30. 제 16 절에 있어서,
상기 제 1 리소그래피 장치와 상기 제 2 리소그래피 장치 사이의 리소그래피 매칭 성능의 결정은,
상기 제 1 리소그래피 장치와 연관된 제 1 그리드 측정 및 상기 제 2 리소그래피 장치와 연관된 제 2 그리드 측정 사이의 차이를 모델링하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
31. 제 30 절에 있어서,
상기 방법은,
모델링된 차이를 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치를 구성할 때에 사용하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
32. 제 31 절에 있어서,
상기 구성하는 것은,
상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치와 연관된 공칭 그리드 정의(nominal grid definition)에 대한 오프셋을 규정하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
33. 제 31 절에 있어서,
상기 구성하는 것은,
제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 대한 레시피를 생성하는 것을 포함하고, 상기 레시피는 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치와 연관된 공칭 그리드 정의(nominal grid definition)에 대한 오프셋을 규정하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
34. 제 30 절 내지 제 33 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 모델링하는 것은,
모델링된 차이 내에 포함되는 필드내 및/또는 필드간 콘텐츠를 기술하도록 구성되는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
35. 제 31 절 내지 제 34 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 제 1 리소그래피 장치가 구성되고, 상기 제 1 리소그래피 장치는 상기 제 2 리소그래피 장치보다 더 많은 잠재적 정정능력을 가지는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
36. 제 35 절에 있어서,
상기 잠재적 정정능력은 상기 제 1 및 제 2 그리드 측정 사이의 차이를 감소시키는 것에 연관되는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
37. 제 35 절 또는 제 36 절에 있어서,
상기 제 1 리소그래피 장치는 심자외선(DUV) 리소그래피 장치이고, 상기 제 2 리소그래피 장치는 극자외선(EUV) 리소그래피 장치인, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
38. 제 32 절 내지 제 37 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치에 대한 오버레이 정정을 상기 오프셋을 사용하여 결정하는 것을 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법.
본 명세서에서 IC를 제조하는 분야에 리소그래피 장치를 이용하는 것에 대해 특히 언급될 수 있지만, 본원에서 기술된 리소그래피 장치는 다른 응용예를 가질 수 있음이 이해돼야 한다. 가능한 다른 적용예는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory) 용 가이드 및 검출 패턴(guidance and detection pattern), 평판 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
비록 본 명세서에서 검사 또는 계측 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예가 특정하게 참조되었지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서도 사용될 수 있다. 리소그래피 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 리소그래피 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부가 될 수 있다. 또한, 계측 장치 또는 계측 시스템이라는 용어가 검사 장치 또는 검사 시스템을 망라하거나 이들로 대체될 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 계측 또는 검사 장치는 본 명세서에서 개시될 때 기판 위 또는 기판 안의 결함 및/또는 기판 상의 구조체의 결함을 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 기판 상의 구조체의 특성은, 예를 들어 구조체 내의 결함, 구조체의 특정 부분의 부재, 또는 기판 상의 원치 않는 구조체의 존재와 관련될 수 있다.
비록 "계측 장치 / 툴 / 시스템" 또는 "검사 장치 / 툴 / 시스템"을 특정하게 참조하지만, 이러한 용어는 동일하거나 유사한 타입의 툴, 장치 또는 시스템을 가리킬 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태를 포함하는 검사 또는 계측 장치는 기판 위의 또는 웨이퍼 위의 구조체와 같은 물리적 시스템의 특성을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태를 포함하는 검사 장치 또는 계측 장치는 기판의 결함 또는 기판 위의 또는 웨이퍼 위의 구조체의 결함을 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 물리적 구조체의 특성은 구조체 내의 결함, 구조체의 특정 부분의 부재, 또는 기판 위의 또는 웨이퍼 위의 원치 않는 구조체의 존재에 관련될 수 있다.
비록 특정한 참조가 위에서 광 리소그래피의 콘텍스트에서의 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 이루어졌지만, 콘텍스트가 허용하는 경우 본 발명은 광학 리소그래피로 한정되지 않고, 다른 애플리케이션, 예를 들어 임프린트(imprint) 리소그래피에서 사용될 수도 있다는 것이 인정될 것이다.
비록 본 발명의 특정한 실시형태가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.
Claims (15)
- 반도체 제조용 리소그래피 장치들 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 방법으로서,
- 제 1 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 순환(recurrent) 모니터링으로부터 제 1 레이아웃의 제 1 모니터링 데이터를 획득하는 단계;
- 제 2 리소그래피 장치의 안정성 제어를 위한 순환 모니터링으로부터 제 2 레이아웃의 제 2 모니터링 데이터를 획득하는 단계; 및
- 상기 제 1 리소그래피 장치와 상기 제 2 리소그래피 장치 사이의 리소그래피 매칭 성능을 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터에 기반하여 결정하는 단계를 포함하고,
상기 결정하는 단계는, 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터의 비교를 허용하도록, 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터 중 적어도 하나를 공통 레이아웃 내에 재구성하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 재구성하는 것은,
재구성된 모니터링 데이터를 상기 공통 레이아웃으로 예측하도록, 각각의 모니터링 데이터를 각각의 리소그래피 장치의 리소그래피 프로세스의 모델에 근사화하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 재구성하는 것은,
상기 모델의 근사화된 파라미터를 공통 레이아웃에 매핑하는 것을 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 재구성하는 것은,
근사화로부터의 잔차를 상기 공통 레이아웃에 보간하는 것을 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 데이터는, 복수 개의 리소그래피 노광 필드에 대응하는 필드간 데이터 및 특정 리소그래피 노광 필드에 대응하는 필드내 데이터를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 필드간 데이터를 상기 필드내 데이터와 별개로 처리하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 방법은,
공통 레이아웃의 상기 제 1 모니터링 데이터 및 상기 제 2 모니터링 데이터의 비교를 허용하도록, 별개로 처리된 필드간 및 필드내 데이터를 조합하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 리소그래피 매칭 성능은 오버레이 매칭 성능을 포함하고,
상기 모니터링 데이터는 오버레이 측정들의 그리드를 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 데이터는, 각각의 리소그래피 장치에서 주기적으로 처리되는 하나 이상의 모니터링 기판을 측정함으로써 획득되는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 모니터링 데이터는 상기 리소그래피 매칭 성능의 결정에 의존하여, 상기 제 2 리소그래피 장치 내에서 노광될 하나 이상의 기판의 노광과 동시에 이루어진, 하나 이상의 모니터링 기판의 노광으로부터 획득되는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 리소그래피 장치와 상기 제 2 리소그래피 장치 사이의 리소그래피 매칭 성능을 결정하는 것은,
상기 제 1 리소그래피 장치와 연관된 오버레이 측정들의 제 1 그리드 및 상기 제 2 리소그래피 장치와 연관된 오버레이 측정들의 제 2 그리드 사이의 차이를 모델링하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 방법은,
모델링된 차이를 상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치를 구성하는 데에 사용하는 단계를 더 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 구성하는 것은,
상기 제 1 및/또는 제 2 리소그래피 장치와 연관된 공칭 그리드 정의(nominal grid definition)에 대한 오프셋을 규정하는 것을 포함하는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 리소그래피 장치가 구성되고, 상기 제 1 리소그래피 장치는 상기 제 2 리소그래피 장치보다 더 많은 잠재적 정정능력을 가지는, 리소그래피 매칭 성능 결정 방법. - 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
범용 데이터 처리 장치가 제 1 항에 따른 방법의 단계를 수행하게 하기 위한 머신 판독가능 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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